DE10351184B4 - Process for the treatment of an aqueous solution or liquid - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Behandlung einer wässrigen Lösung oder einer Flüssigkeit in einem Reaktionsraum zur Verringerung des Anteils an in der wässrigen Lösung oder der Flüssigkeit enthaltenen Toxinen, umfassend a. Einleiten eines H2O2-Aerosols und/oder eines Peressigsäure-Aerosols in den Reaktionsraum, b. Einwirken auf die wässrige Lösung oder die Flüssigkeit durch ein Aerosol aus Hydroxylradikalen, die aus dem H2O2-Aerosol und/oder dem Peressigsäure-Aerosol gebildet werden, c. Aufspalten der Toxine durch die Hydroxylradikale in unwirksame Toxinreste, wodurch auch H2O2 und/oder Peressigsäure entsteht und d. Einwirken auf das H2O2 und/oder die Peressigsäure mittels der UV-Strahlung zur Bildung weiterer Hydroxylradikale, die ihrerseits wiederum zur zusätzlichen Aufspaltung von Toxinen führen, wobei auf die wässrige Lösung oder die Flüssigkeit und das Hydroxylradikal-Aerosol durch einen Schallgenerator im Reaktionsraum eingewirkt wird, um eine gute Durchmischung bzw. Verwirbelung und eine Oberflächenvergrößerung zu erzielen, und die H2O2- und/oder Peressigsäure-Aerosole in einem separaten Reaktionsraum mittels eines Ultraschallgenerators gebildet werden.A method of treating an aqueous solution or a liquid in a reaction space to reduce the level of toxins contained in the aqueous solution or liquid, comprising a. Introducing a H2O2 aerosol and / or a peracetic acid aerosol into the reaction space, b. Acting on the aqueous solution or liquid by an aerosol of hydroxyl radicals formed from the H2O2 aerosol and / or the peracetic acid aerosol, c. Splitting the toxins by the hydroxyl radicals into ineffective toxin residues, which also produces H2O2 and / or peracetic acid and d. Acting on the H2O2 and / or the peracetic acid by means of the UV radiation to form further hydroxyl radicals, which in turn lead to additional splitting of toxins, wherein the aqueous solution or the liquid and the hydroxyl radical aerosol is acted upon by a sound generator in the reaction space, to achieve a good mixing or swirling and a surface enlargement, and the H2O2 and / or peracetic acid aerosols are formed in a separate reaction space by means of an ultrasonic generator.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung einer wässrigen Lösung oder einer Flüssigkeit in einem Reaktionsraum zur Verringerung des Anteils an Toxinen.The invention relates to a method for treating an aqueous solution or a liquid in a reaction space to reduce the proportion of toxins.

Verfahren und Vorrichtungen zur Behandlung, insbesondere Desinfektion von Fluiden sind allgemein, beispielsweise aus der WO 03/035 145 A1 , WO 2002/079096 A1 , EP 1 375 432 A1 und der WO 99/066961 A1 , bekannt.Methods and devices for the treatment, in particular disinfection of fluids are general, for example from the WO 03/035 145 A1 . WO 2002/079096 A1 . EP 1 375 432 A1 and the WO 99/066961 A1 , known.

So ist es bekannt Ultraschall einzusetzen, um Flüssigkeiten zu desinfizieren. Wenngleich hier Einflüsse, z. B. auf Endotoxine, zu erwarten sind, so hat sich doch in Versuchen gezeigt, dass sich mit Hilfe des Ultraschalls in biologischen Flüssigkeiten der Anteil an Endotoxinen nicht zufrieden stellend herabsetzen lässt, schon gar nicht so weit, dass von Endotoxinfreiheit gesprochen werden könnte, d. h. unter 0,4 EU/ml an Endotoxinen in der Flüssigkeit verbleiben.So it is known to use ultrasound to disinfect liquids. Although here influences, z. As are expected to endotoxins, but it has been shown in experiments that the proportion of endotoxins can not be satisfactorily reduced by means of ultrasound in biological fluids, certainly not so far that could be spoken of Endotoxinfreiheit, d , H. remain below 0.4 EU / ml of endotoxins in the fluid.

Es ist auch bekannt, Wasserstoffperoxid zur Entkeimung von Flüssigkeiten einzusetzen, wenngleich dessen Reaktion mit organischen Substraten träge abläuft. Eine Einwirkung auf Toxine wäre z. B. nur dann möglich, wenn mit relativ hohen Konzentrationen vorgegangen wird. Dies führt dann zwangsläufig dazu, dass in der behandelten Flüssigkeit Rest-Wasserstoffperoxid verbleibt, was abhängig vom Einsatzzweck der Flüssigkeit andere nicht tragbare Risiken mit sich bringt.It is also known to use hydrogen peroxide for the sterilization of liquids, although its reaction with organic substrates is slow. An effect on toxins would be z. B. only possible if it is proceeded with relatively high concentrations. This then inevitably leads to residual hydrogen peroxide remaining in the treated liquid, which, depending on the intended use of the liquid, entails other non-portable risks.

Es ist auch bekannt, Keime in Flüssigkeiten mit Hilfe von UV-Strahlung zu inaktivieren, eine Verringerung des Anteils an Toxinen hat sich nicht gezeigt.It is also known to inactivate germs in liquids by means of UV radiation, a reduction in the proportion of toxins has not been shown.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Behandlung von Flüssigkeiten hinsichtlich der Toxin- oder Endotoxinfreiheit begrenzt, sondern soll allgemein einsetzbar sein, wenn es darum geht, die eingangs genannten Bestandteile neben anderen Fremdstoffen aus wasserhaltigen Flüssigkeiten oder Lösungen zu entfernen.The present invention is not limited to the treatment of liquids in terms of toxin or Endotoxinfreiheit, but should be generally applicable when it comes to removing the aforementioned ingredients in addition to other foreign substances from aqueous liquids or solutions.

Für die vorliegende Erfindung ist der Einsatz von vier Verfahrensmerkmalen wesentlich, bedeutsam ist jedoch auch die sich aus der Verwendung dieser Merkmale ergebenden Wechselwirkungen, die bislang in diesem Zusammenhang nicht eingesetzt oder beschrieben worden sind.The use of four process features is essential to the present invention, but the interactions resulting from the use of these features, which heretofore have not been used or described in this context, are also significant.

Das erste wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung eines Radikalbildners in einem separaten Reaktionsraum, abgetrennt vom eigentlichen Reaktionsraum, jedoch mit diesem über eine Zuleitung verbunden. In diesem separaten Reaktionsraum kann ein H₂O₂-Aerosol und/oder ein Peressigsäure-Aerosol mit Hilfe eines Schallgenerators mit einer Frequenz von ca. 1,6 MHz gebildet werden.The first essential feature of the present invention is the generation of a radical generator in a separate reaction space, separated from the actual reaction space, but connected to this via a feed line. In this separate reaction space, an H ₂ O ₂ aerosol and / or a peracetic acid aerosol can be formed with the aid of a sound generator with a frequency of about 1.6 MHz.

Die so erzeugten Radikalbildner gelangen in den Reaktionsraum und werden dort mit Hilfe eines UV-Strahlers zu einem Aerosol umgewandelt, das nun wiederum auf die zu behandelnde Flüssigkeit einwirken kann. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird im Reaktionsraum den Schwingungen eines Schallgenerators bei ca. 40 kHz ausgesetzt, so dass die Flüssigkeit fein zerstäubt vorliegt und eine sehr effiziente Wirkung der relativ großen Aerosol-Tröpfchen des Radikalsbildners auf diese zerstäubten Flüssigkeit eintreten kann.The free-radical formers thus generated enter the reaction space where they are converted into an aerosol with the aid of a UV emitter, which in turn can then act on the liquid to be treated. The liquid to be treated is exposed in the reaction chamber the vibrations of a sound generator at about 40 kHz, so that the liquid is finely atomized and can enter a very efficient effect of the relatively large aerosol droplets of the radical former on this atomized liquid.

Die sich hieraus ergebene Wirkung ist, dass die Toxine in unwirksame Toxinreste aufgespalten werden. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Flüssigkeit hochgradig von Toxinen befreit werden kann. Es kann also eine sehr effektive Sterilisation und Elimination von organischen Substanzen erreicht werden.The resulting effect is that the toxins are broken down into ineffective toxin residues. In other words, this means that the fluid can be highly toxin-free. Thus, a very effective sterilization and elimination of organic substances can be achieved.

Bei diesem Vorgang können auch Wasserperoxid und Peressigsäure entstehen. Da aber ein UV-Strahler in dem Reaktionsraum vorhanden ist, kann er sowohl das Wasserstoffperoxid als auch die Peressigsäure umwandeln in Radikalbildner, die nun wiederum auf die zu behandelnde Flüssigkeit einwirken können. Es liegt auf der Hand, dass hierdurch eine beachtliche Effizienzsteigerung erzielt werden kann.This process can also produce water peroxide and peracetic acid. However, since a UV emitter is present in the reaction space, it can convert both the hydrogen peroxide and the peracetic acid into free-radical formers, which in turn can then act on the liquid to be treated. It is obvious that this can result in a considerable increase in efficiency.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The invention will be explained below with reference to the drawing, for example.

Die Figur zeigt eine schematische Schnittansicht durch die Einrichtungen, die geeignet sind, das Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen.The figure shows a schematic sectional view through the devices which are suitable to carry out the method according to the invention.

Im Mittelteil der Figur ist ein länglicher Behälter 10 gezeigt, der beispielsweise Zylinderform haben kann.In the middle part of the figure is an elongated container 10 shown, for example, may have a cylindrical shape.

Im oberen Bereich ist ein mittlerer Einlass 11 für die zu behandelnde Flüssigkeit vorgesehen. Die eingeleitete Flüssigkeit gelangt zu einem Schallgenerator 12, der mit einer Frequenz von 40 kHz arbeitet. Hierdurch wird die Flüssigkeit fein zerstäubt, und es entstehen Aerosol-Tröpfchen, die klein genug sind, dass sie von UV-Strahlen leicht durchdrungen werden können. Die UV-Strahlen stammen von UV-Strahlern 13, die von oben und außen her mit Energie versorgt werden und sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Gehäuses 10 erstrecken.In the upper area is a middle inlet 11 provided for the liquid to be treated. The introduced liquid reaches a sound generator 12 operating at a frequency of 40 kHz. As a result, the liquid is finely atomized, and there are aerosol droplets that are small enough that they can be easily penetrated by UV rays. The UV rays are from UV emitters 13 , which are powered from above and outside and are located substantially in the longitudinal direction of the housing 10 extend.

Im oberen Teil ist ein Zulauf 14 gezeigt, der zu einem separaten Reaktionsraum 15 führt. In diesem Reaktionsraum 15 befindet sich ein Ultraschallgenerator 16, der mit 1,6 MHz arbeitet. In dem Reaktionsraum 15 werden Radikalbildner erzeugt, also beispielsweise ein Wasserstoffperoxid-Aerosol und/oder ein Peressigsäure-Aerosol. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass in dem Reaktionsraum 15 Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure eingeleitet wird und durch die Energie des Schallgenerators 16 die entsprechenden Aerosole erzeugt werden. Die Aerosole gelangen über die Zuleitung 14 in den eigentlichen Reaktionsraum 10. Dieser Transportvorgang könnte durch einen leichten Überdruck verstärkt werden.In the upper part is an inlet 14 shown to a separate reaction room 15 leads. In this reaction space 15 there is an ultrasonic generator 16 operating at 1.6 MHz. In the reaction room 15 Radicals are generated, so for example, a hydrogen peroxide aerosol and / or a peracetic acid aerosol. This is accomplished by placing in the reaction space 15 Hydrogen peroxide or peracetic acid is introduced and by the energy of the sound generator 16 the corresponding aerosols are generated. The aerosols get over the supply line 14 in the actual reaction space 10 , This transport process could be enhanced by a slight overpressure.

Im Reaktionsraum 10 wirken die Aerosol-Bildner auf die eingeleitete Flüssigkeit und in einem Art Plasma- oder Aerosolraum werden die unerwünschten Bestandteile in der zu behandelnden Flüssigkeit, insbesondere Toxine zu unwirksamen Toxinresten, umgewandelt.In the reaction room 10 the aerosol formers act on the introduced liquid and in a kind of plasma or aerosol space the unwanted components in the liquid to be treated, in particular toxins, are converted into inactive toxin residues.

Zunächst sammelt sich im unteren Teil des Reaktionsraumes 10 die so behandelte Flüssigkeit. Der Spiegel steigt sodann soweit an, bis der Überlauf 17 erreicht wird, so dass dort die behandelte Flüssigkeit austreten kann. Die sich im unteren Bereich des Gehäuses 10 sammelnde Flüssigkeit wird auch von den UV-Brennern 13 erreicht, so dass auch hier Keimfreiheit sichergestellt werden kann.First, it collects in the lower part of the reaction space 10 the liquid so treated. The mirror then rises until the overflow 17 is reached, so that there can escape the treated liquid. Located in the lower part of the case 10 Collecting liquid is also used by the UV burners 13 achieved, so that also here sterility can be ensured.

Claims (1)

Verfahren zur Behandlung einer wässrigen Lösung oder einer Flüssigkeit in einem Reaktionsraum zur Verringerung des Anteils an in der wässrigen Lösung oder der Flüssigkeit enthaltenen Toxinen, umfassend a. Einleiten eines H₂O₂-Aerosols und/oder eines Peressigsäure-Aerosols in den Reaktionsraum, b. Einwirken auf die wässrige Lösung oder die Flüssigkeit durch ein Aerosol aus Hydroxylradikalen, die aus dem H₂O₂-Aerosol und/oder dem Peressigsäure-Aerosol gebildet werden, c. Aufspalten der Toxine durch die Hydroxylradikale in unwirksame Toxinreste, wodurch auch H₂O₂ und/oder Peressigsäure entsteht und d. Einwirken auf das H₂O₂ und/oder die Peressigsäure mittels der UV-Strahlung zur Bildung weiterer Hydroxylradikale, die ihrerseits wiederum zur zusätzlichen Aufspaltung von Toxinen führen, wobei auf die wässrige Lösung oder die Flüssigkeit und das Hydroxylradikal-Aerosol durch einen Schallgenerator im Reaktionsraum eingewirkt wird, um eine gute Durchmischung bzw. Verwirbelung und eine Oberflächenvergrößerung zu erzielen, und die H₂O₂- und/oder Peressigsäure-Aerosole in einem separaten Reaktionsraum mittels eines Ultraschallgenerators gebildet werden.A method of treating an aqueous solution or a liquid in a reaction space to reduce the level of toxins contained in the aqueous solution or liquid, comprising a. Introducing an H ₂ O ₂ aerosol and / or a peracetic acid aerosol into the reaction space, b. Acting on the aqueous solution or liquid by an aerosol of hydroxyl radicals formed from the H ₂ O ₂ aerosol and / or the peracetic acid aerosol, c. Splitting the toxins by the hydroxyl radicals into ineffective toxin residues, which also produces H ₂ O ₂ and / or peracetic acid and d. Acting on the H ₂ O ₂ and / or the peracetic acid by means of the UV radiation to form further hydroxyl radicals, which in turn lead to additional splitting of toxins, wherein the aqueous solution or the liquid and the hydroxyl radical aerosol by a sound generator in the reaction space is acted upon to achieve a good mixing and a surface enlargement, and the H ₂ O ₂ - and / or peracetic acid aerosols are formed in a separate reaction space by means of an ultrasonic generator.

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